对“太空船二号”坠机事件的详细分析:只能责怪死了的飞行员吗?


上周,美国国家运输安全委员会(NTSB)发布了有关“太空船二号”灾难的听证会。让我提醒您,2014年10月31日,在一次试飞期间,飞船在空中坠毁,两名试飞员之一死亡,第二名飞行员重伤。NTSB小组在24小时内以及11月2日和3日的新闻发布会上到达了坠机现场灾难的直接原因被称为-尾部过早旋转到制动位置。在一次新闻发布会上,特别强调了对灾难的调查将确定事件的起因,并且大约需要一年时间。调查结果仅在9个月后出现。新闻社写了有关副驾驶员故障的简短记录,副驾驶员过早地卸下了制动系统的锁。但是在将近两个小时的NTSB听证会的材料中,出现了更为复杂的情况。

听力材料是公开可用的,可以在此处查看

物料


在讨论灾难原因之前,您需要了解SpaceShipTwo制动系统是如何工作的。在正常飞行中,它是提供设备制动的关键组件:



Flight SpaceShipTwo由以下步骤组成:
  1. 从WhiteKnightTwo船上以〜15 km的高度和〜0.5 M的速度放电。
  2. 火箭发动机的爬升加速。
  3. 惯性爬升到110公里的高度。
  4. 将尾部装置转到制动模式。
  5. 在浓密的气氛中制动。
  6. 在飞行模式下转尾巴。
  7. 计划在出发机场的飞行和着陆。

制动系统的独特性在于,通过转动尾羽,该装置将转换为空气动力学稳定的配置,并在保持其正确位置的同时制动,例如羽毛球shuttle子。



该系统已在飞行中成功测试:



从技术上讲,制动系统由四个手柄控制:



两个下部手柄控制制动系统的左右锁,要卸下该锁,您需要将其拉下。两个上手柄控制制动系统的左右执行器(执行器),为了打开制动系统,必须将其拉起。机械振动期间,所有手柄均受到机械保护,以防自发移动。

这次飞行是由几台相机拍摄的。听证会显示了来自三个摄像头的数据:地面,航母和SpaceShipTwo的尾梁:



该视频清楚地显示了尾梁开始旋转,尽管来自驾驶舱的数据表明飞行员和副驾驶员均未激活制动系统。同时,众所周知,在报告速度达到0.8 M后,副驾驶员(已故迈克·奥尔斯伯里(Mike Olsbury))解锁了制动系统的制动器。根据飞行地图,在达到1.4 M的速度后,必须解锁制动系统的制动器。制动系统的锁以跨音速飞行的速度打开的事实,超出设计的空气动力开始作用于设备,事实证明它比制动系统的驱动力强,并将设备转换为制动模式,从而导致其损坏:



飞行员的设备被摧毁(彼得·西博尔德)时,他与座位一起被扔出了驾驶舱,他能够解开安全带,并且降落伞自动打开。



副驾驶的尸体(迈克·阿尔斯伯里)被发现在驾驶舱的残骸中。在听证会上,没有提及死亡的时间和原因。

飞行计划,培训和其他人为因素


在这次飞行中,飞行员和副驾驶员之间的职责分配如下:



从舰载机降落后,飞行员控制了该装置并发出了点燃火箭发动机的命令。第二名飞行员进行了操作以打开发动机。达到0.8 M的速度后,副驾驶员大声宣布“ 0.8 M!”,以便飞行员准备晃动飞行的跨音速部分。当接近声速时,设备周围的气流发生变化,几乎所有飞机或火箭都开始晃动。飞行员除了直接控制设备外,还开始控制稳定器微调器,第二位飞行员的任务是大声报告稳定器的位置。典型的报告将是典型的,例如,“五个学位!七度!九度!”在达到1.4 M的速度时,副驾驶员必须解锁制动系统的制动器。

实际上,在宣布“ 0.8 M”后大约两秒钟,以大约0.82 M的速度,副驾驶说“解锁!”并解锁了刹车。两名飞行员设法注意到音调有所增加(设备开始抬起其鼻子)。

两名飞行员均接受了特殊的飞行前训练,其中包括在SpaceShipTwo模拟器上进行工作,在WhiteKnightTwo上计划飞行(在某种配置下,WhiteKnightTwo在计划和下降着陆段中模仿了SpaceShipTwo空气动力学),以及在运动飞机上进行训练以发展零重力和飞机撤离技能从危险的飞行模式。同时,不是在飞行服(头盔,氧气面罩,高空服)上进行模拟器训练,而是在普通服装中进行训练,而在模拟器上并未模拟真实飞行的超载和晃动。

听证会前未知的一个特征是制动系统的制动器必须以1.8 M的速度解锁。如果无法做到这一点,则必须取消进一步的加速,因为如果制动系统的制动器发生故障,SpaceShipTwo将无法正常制动。结果,以下压力因素作用于飞行员:

  • 未在纸上使用飞行卡;操作是从内存中执行的。
  • 根据模拟器中大约26秒的飞行数据,操作必须在很短的时间内完成。
  • 带有发动机的飞行进行了很长时间,飞行员可能会因为晃动和超载而断奶。
  • 在模拟器上的训练是穿着普通衣服进行的,缺乏飞行服的习惯会进一步增加压力。
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在开发该设备时,设计人员并未完全依赖飞行员的资格,未安装任何有关实现安全速度以解锁或防止制动系统过早解锁的信息系统。尽管使用了SpaceShipTwo开发技术来防止可能发生的事故,但这还远远不够。由于私人亚轨道飞行工业的新颖性,监管机构(FAA / AST)无法对设备的安全性进行充分评估,此外,在考虑该应用程序时,他们被迫在120天内考虑该应用程序,并且该决定是肯定的。安全检查员与开发公司(Scaled Composites)之间的互动不完整,快速且质量很高。也,安全检查员被分配给该航班,但未分配给开发人员,并且他们不熟悉该船和航班的功能。

发现


NTSB提出了十项提高安全性的建议。SpaceShipTwo设计人员报告说,他们已经开发了一种机制,可以防止制动系统过早解锁。
正式而言,这场灾难是由于机组人员的过失而发生的第一起太空灾难。但不仅是飞行员应该受到谴责。那些“将所有鸡蛋都放在一个篮子里”,没有安装任何警告系统或在错误的时间打开制动系统锁的设计师也应对此灾难负责。人们一直错,错而且会错。在过早和太晚解锁制动系统同样致命的情况下,工程师实际上犯了一个错误,回想了解锁太晚的危险,但没有在文档或仪表板上指出任何过早解锁的危险。人们仅仅经过八次飞行就犯了错误,这是很自然的事情。

这一特殊的灾难原因将不会再发生的事实,并没有激发人们对维珍银河次轨道太空旅游的持续成功抱有乐观和信心。如果在设计设备时考虑到了高速,高空和太空飞行的危险,那么这次事故就不会成为灾难。即使装置被破坏,被救出的弹射器或乘员舱也不会让死亡。但这不是,也不是计划中的-SpaceShipTwo是在民用飞机而非航天器的意识形态中设计的。工程上精美的制动系统概念是飞行安全的关键组成部分。但是工程师如何确保其可靠性?执行器是否重复?在航空史上,飞机的机翼具有可变的后掠角-Su-24,MiG-23,F-111。但是,如果机翼旋转驱动装置发生故障,机组人员会弹出弹射器。如果执行器或制动系统锁发生故障,SpaceShipTwo乘客将拥有哪些救援系统?像第二次世界大战一样,驾驶舱和降落伞上有舱口盖吗?所有乘客在登机前都必须接受强制降落伞训练。但是,如果发生此类故障,设备将开始旋转,并且过载将不会使人们甚至从椅子上脱下来,从而使此准备工作完全无用。矛盾很明显-安全措施需要金钱,而且可以付钱给飞机的游客人数会更少。但是否则,SpaceShipTwo可能会重演航天飞机的命运-一艘神话般美丽的飞船杀死了很多人,而廉价卡车进入轨道这一概念被证明是失败的。

在准备出版时,除了听证会的录像带以外,还使用了以下材料:


带有“太空事故”标签的其他有关太空事故和灾难的材料

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN382483/


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